苏州大学张晓宏教授团队在柔性晶硅/钙钛矿叠层太阳电池领域取得突破性进展,两项研究成果登上《Nature》。该研究解决了产业化中的关键瓶颈,为柔性光伏技术的商业化应用铺平了道路,有望在航空航天、消费电子等领域带来变革。
智能速览
柔性叠层太阳电池理论效率提升至43%以上
团队提出“一松一紧”双层缓冲层创新方案
实现33.6%的柔性电池效率新纪录
大面积柔性叠层电池效率达29.8%
器件经历43000次弯折后仍保持97%效率
精华内容
柔性光伏技术因其轻质、高效的特点备受期待,但产业化进程长期受阻。苏州大学团队的研究从界面力学与电学设计入手,系统解决了效率与稳定性难题。
效率突破
研究团队在60μm超薄硅片上实现33.6%(1cm²)的认证转换效率,创下柔性叠层电池新纪录。这一数值显著缩小了柔性器件与刚性器件的效率差距,为商业化应用奠定了基础。
在大面积制备方面,团队在商业硅片尺寸(261cm²)上实现29.8%的效率,同样刷新世界纪录。这证明该技术具备规模化生产潜力。
创新方案
针对柔性器件效率瓶颈,团队首创“一松一紧”双层缓冲层结构。该设计在纳米尺度协同实现应力耗散与高效电荷传输,平衡了机械稳定性与电学性能。
界面问题方面,发展了基于反应等离子体沉积的氢掺杂氧化铟铈薄膜制备方法。该方法有效减少了界面溅射损伤,优化了界面能级排列,提升了器件稳定性。
耐久性验证
实用性测试中,器件在经历43000次极端弯折后仍保持初始效率的97%。这一数据远超行业对柔性器件耐久性的要求,证明了其机械可靠性。
该性能表现意味着柔性电池可应用于需要反复弯曲的场景,如可穿戴设备、便携式电源等领域。
这项研究不仅刷新了多项世界纪录,更重要的是从工程层面解决了柔性叠层电池的核心难题。随着技术进一步成熟,柔性光伏有望在商业航天、消费电子等领域实现规模化应用,为清洁能源发展开辟新路径。